Козловой кран, грузоподъёмностью 40 т.

Механизм подъёма.cdw

Техническая характеристика
Грузоподьёмность. т 40
Скорость подъёма груза

Кран козловой.cdw

Механизм передвижения крана
Техническая характеристика
передвижения крана 0.62
передвижения тележки 0.7

РПЗ Кран козловой.doc

1. Расчет механизма подъема груза
Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма подъема груза
1 Определение кратности полиспаста
Вычислим ориентировочную кратность полиспаста по формуле:
гдеQ – грузоподъемность крана т.
Вычислим кратность полиспаста по формуле:
гдеZ – количество ветвей гибкого элемента на котором весит груз;
ZН – количество ветвей гибкого элемента наматываемого на барабан.
Принимаем с двоенный полиспаст кратностью равной 3.
Рисунок 2 – Схема полиспаста.
2 Определение тягового усилия полиспаста
где Fб – тяговое усилие полиспаста кН;
- количество ветвей каната на барабане
- номинальная грузоподъемность крана
- ускорение свободного падения
- кратность полиспаста
- коэффициент полезного действия полиспаста
n - количество блоков согласно схеме n=13.
3 Выбор гибкого элемента
В основу выбора гибкого элемента положена разрушающая нагрузка которая определяется по формуле :
где Fраз – разрушающая нагрузка;
zр – коэффициент запаса прочности для группы режима крана М6
Fб - натяжение каната.
Канат выбираем из справочника по разрушающей нагрузке. Канат двойной свивки типа ЛК-Р 6 × 19 с органическим сердечником разрывное усилие которого не менее
Канат d=21 мм ГОСТ 2688-80.
Рисунок 3 – Эскиз сечения каната
4 Определение расчетного диаметра барабана
– коэффициент выбора диаметра для группы режима М6: =20.
Определим длину барабана по формуле:
гдеl1 - отступ от нарезной части барабана
l2 - нарезная часть барабана
Длины определяются по формулам 8:
z- количество витков.
гдеzраб - количество рабочих витков;
zзап - количество запасных витков (zзап = 3);
zкр - количество витков для крепления конца каната на барабане (zкр=3).
Рисунок 4 – Эскиз барабана
Определение шага навивки :
Определение основных размеров сечения барабана :
где – толщина стенки барабана
5 Проверка барабана на прочность
При длине барабана проверку барабана производят по формуле:
Определение допустимого напряжения на барабане :
- сила натяжения каната;
- толщина стенки барабана;
где допустимое напряжение для чугунного барабана =130 МПа.
Определение допустимого напряжения на барабан 8:
Условие МПа выполняется.
6 Расчет крепления каната
Рисунок 6 – Расчетная схема
Определение расчетного натяжения каната :
где e – основание натурального логарифма e = 272;
α – угол обхвата барабана α = 3 · = 942;
f – коэффициент трения f = 012.
Определение усилия прижатия планки :
гдеf1 – коэффициент трения на поверхности планки f1 = 035.
Определяем усилие на болт :
где – допускаемое напряжение
d1 – внутренний диаметр резьбы М18 d1 = 1893 мм.
Определение количества планок :
Производим выбор заготовки крюка по грузоподъёмности и группе режима работы.
Примем кованый однорогий крюк №18 наибольшей грузоподъемности при группе режима М6 .
Номер заготовки крюка
Грузоподъемность (m) (M6)
Тип заготовки А для коротких крюков выполненный (по ГОСТ 6627-66) .
Заготовка крюка №18 типа А: Заготовка крюка 18А ГОСТ 6627-74
Рисунок 12 – Эскиз однорогого крюка
Определение диаметра гайки крюка мм:
гдер – шаг резьбымм;
d – наружный диаметр резьбы ;
d1 – внутренний диаметр резьбы ;
[см] – допускаемое напряжение смятия
Рисунок 13 – Эскиз гайки крюка
7.1. Выбор подшипника под гайку крюка
Подшипник выбираем по статической грузоподъемности :
Выбираем подшипник упорный 8228(ГОСТ 6874-54) :
H = 46 мм D =200 мм d = 140 мм.
Рисунок 14 – Эскиз траверсы
Рассчитываем размеры траверсы.
Определение ширины траверсы :
где - диаметр подшипника =200мм;
Определение длины траверсы :
Определение диаметра траверсы 8:
где - диаметр хвостовика крюка=120 мм;
Определение длины между опорами :
Определение высоты траверсы мм 8:
Определение момента изгибающего :
Определение диаметра цапфы :
-изгибающий предел прочности МПа;
Определение диаметра блока:
гдеdk – диаметр каната dk = 21 мм;
hi – коэффициент выбора диаметра для группы режима М6: hi =224.
Рисунок 7 – Эскиз блока
Определение частоты вращения блока :
гдеVг – скорость подъема груза
Uп – кратность полиспаста;
Dб – диаметр блокам.
9.1. Выбор подшипника блока по коэффициенту динамической работоспособности
Определение коэффициента динамической работоспособности:
где – приведенная нагрузка на подшипник кН;
nбл – частота вращения блока мин ;
– срок службы блока в часах Lh = 3200 часов;.
α =3 – для шарикоподшипника
Определение нагрузки на подшипника.
KQ – коэффициент переменности нагрузки KQ = 08;
KK – коэффициент учитывающий вращение наружного кольца
K – коэффициент учитывающий тип механизма K = 12;
KT – коэффициент учитывающий температурный режим KТ = 10.
гдеzбл – количество блоков на оси;
zп – количество подшипников.
По справочнику выбираем подшипник 320 исходя из расчета диаметра оси блока (ГОСТ 8338-57):
D = 215 мм B = 47 мм C = 210 кН d =100 мм.
Рисунок 8 – Эскиз радиального подшипника
9.2. Расчет оси блока
Определение изгибающего момента в опасном сечении:
Рисунок 9 – Расчетная схема для определения диаметра оси блока
Вп-ширина подшипника
-толщина щеки =5 15 мм
-толщина кожуха =2мм
Диаметр оси блока определим из уравнения:
где - допустимое напряжение Па.
10. Расчет щеки крюковой подвески на прочность.
Рисунок 6 - Эскиз щеки
Проверка щеки на разрыв.
где - расчетное напряжение;
- допустимое напряжение на разрыв =80 МПа
Данные параметры удовлетворяют условию.
Определение мощности и выбор электродвигателя
Электродвигатель выбираем из условия
Определение расчетной мощности электродвигателя :
- статическая мощность кВт;
- коэффициент использования номинальной грузоподъемности ;
- коэффициент учитывающий фактическую продолжительность включения =082;
- коэффициент учитывающий схему регулирования скорости
- коэффициент пусковых потерь =15;
- общий КПД механизма ;
Выбираем двигатель с мощностью которая бы удовлетворила условие.
Принимаем электродвигатель 4МТН 280S6 с техническими характеристиками:
Частота вращения вала n=955 мин-1;
Мощность на валу P=75 кВт;
Момент инерции ротора J=3.3 кгм2;
1. Проверка двигателя по пусковому моменту
Необходимое соблюдение условия: ;
Пусковой момент двигателя определяется по формуле:
Пусковой момент механизма определим по формуле:
где - статический момент Н·м;
- инерционный момент от вращающихся масс Н·м;
- инерционный момент от поступательно движущихся масс
Определяем статический момент:
где - количество ветвей каната закрепленных на барабане
- ориентировочное передаточное число редуктора:
- частота вращения барабана мин. :
Определяем инерционный момент от вращающихся масс:
где - время пуска которое определяется по формуле:
- допускаемое ускорение ;
- частота вращения электродвигателя;
- момент инерции ротора электродвигателя.
Определяем инерционный момент от поступательно движущихся масс:
Условие выполняется:
Редуктор выбираем крутящему моменту на тихоходном валу и передаточному числу.
Крутящий момент на тих. валу:
Выбираем редуктор Ц2-650-16-11-МУ3
Рисунок 15. Общий вид редуктора Ц2-650
Выбор муфты с тормозным шкивом
Муфту выбираем по крутящему моменту :
где - статический момент;
- коэффициент учитывающий тип механизма
- коэффициент учитывающий группу режима
- коэффициент для зубчатых муфт
Исходя из размеров выбранного тормоза конструктивно принимаем муфту: (ЗМ)2-1-2500-1-У3.
Выбор тормоза производим по тормозному моменту.
Тормоз выбирается из условия :
- механический крутящий момент;
- коэффициент запаса торможения .
Из справочника выбираем тормоз ТКГ-500 с наибольшим тормозным моментом 2500 Н·м.
Рисунок 17. Колодочный тормоз.
Библиографический список
Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб.
К93 пособие для студентов машииостр. спец. вузовС. А. Казак В. Е. Дусье Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С. А. Казака.-М.: Высш. шк.3 1989.-319 с: ил.
Курсовой проект по грузоподъемным машинам: Методические указания Сост. Ю.В.Ремизович. - Омск: Изд-во СибАДИ 2003. - 29 с.
Александров А. В. Потапов В. Д. Державин Б. П.А46 Сопротивление материалов: Учебник для вузов.- 2-е изд. испр.- М.: Высшая школа 2000. – 560 с.: ил.ISBN 5-06-003732-0
Строительный справочник по кранам.; Под ред. Гохберга М. М. 2 - тома.
А. А. Вайнсон. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности; Атлас конструкций М. 1962.
В ходе выполнения курсового проекта по грузоподъёмным машинам обобщаются и закрепляются теоретические знания прививается навык самостоятельного решения поставленных задач а также работы с ГОСТами
и справочной литературой.
В результате выполнения курсового проекта был спроектирован козловой кран с грузоподъёмностью 40 тонн выбраны стандартные элементы:
Редуктор Ц2-650 зубчатая муфта тормоз ТГК-500. Подробно изучены конструкция и принцип работы механизма подъёма груза.
Особенностями грузоподъёмных машин (ГПМ) является ряд обстоятельств: ГПМ (краны) во всём многообразии своих конструкций и типоразмеров служат мощнейшим средством механизации строительства социальным фактором сокращения тяжёлого физического труда. Краны – источник повышенной опасности что накладывает особые требования к их проектированию и изготовлению.
Цель изучения курса «Грузоподъёмные машины» состоит в получении знаний о разновидностях ГПМ их конструкций и типоразмеров в достижении навыков инженерной работы (расчёт и проектирование крана).
Задачи изучения: освоить методы расчёта основных крановых механизмов; закрепить сведения о ГПМ при выполнении и оформлении технических документов курсового проекта.
Расчёт механизма подъёма груза . .. 4
1Определение кратности полиспаста . 4
2 Определение тягового усилия полиспаста . 5
3 Выбор гибкого элемента . . . 5
4 Определение диаметра блока . . . 6
5 Расчёт барабана на прочность .. . . .. 7
6 Расчет крепления каната . 9
7 Выбор крюка . . . ..10
7.1 Выбор подшипника под гайку крюка . . 11
8 Расчет траверсы ..12
9 Расчёт блока .. 13
9.1 Выбор подшипника блока . .. ..14
9.2 Расчет оси блока .. .. ..16
10 Расчет щеки .. 16
Определение мощности и выбор электродвигателя .. 17
1Проверка двигателя по пусковому моменту .. . 17 3. Выбор редуктора . . 19
Выбор муфты с тормозным шкивом.. .. . . 20
Выбор тормоза . . . 21
Библиографический список . 23
Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА